【讨论】关于蜗杆蜗轮副几何设计及相关标准的问题

mrmrw · 发表于 2015-1-14 08:39

印度阿四发表于 2015-1-10 08:58

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马工，您好，有个问题想请教一下，实在不知道问谁好了，蜗轮配对ZI蜗杆，关于参数蜗轮喉部齿顶圆da2的计算， ...

作为齿轮的几何尺寸问题，请楼上的不要囿于你所看到的设计资料。
不管是哪个标准，按照自己的计算体系主要是给设计者提供一份设计的思路。举例：一个齿轮或者是蜗轮的齿顶圆到底取多大，是由设计者根据一对齿轮副根据啮合条件设定的，这个东西的计算系数不一定就是1。不要随便把齿顶高系数haP*=1作为圣经，设计者可以指定为任意的一个数字，只要保证齿轮副的啮合在几何上没有问题就好了！
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对于齿顶高，DIN、ISO等标准和国内的齿轮设计手册存在一些差别，主要是关于蜗轮中圆、分度圆这个概念而来，其实，个人认为蜗轮是没有什么分度圆、螺旋角这类东西的，国内在这方面是借鉴了斜齿轮的一些东西来表述蜗轮，从而搞得很多人误认为蜗轮就是一个加了喉圆的斜齿轮，其实这是不正确的观点。
建议楼上的采用ISO标准计算，适当调整齿顶高系数haP*，自己尝试一下！

mrmrw · 发表于 2015-1-14 08:43

忘了写这个问题：蜗轮配对ZI蜗杆！
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对于你的这句话，有几点不确定：
（1）你确定你的蜗杆是ZI型的？
（2）一般国内很少有ZI蜗杆蜗轮的加工设备，只有蜗杆磨床才能搞定这类蜗杆蜗轮副的加工。
（3）在小模数齿轮设计领域中，由于轻载，通常使用的渐开线蜗杆斜齿轮副设计，而加工蜗杆则是近似的ZN1型蜗杆。
（4）在国内的小模数蜗杆蜗轮加工企业，一般都是磨削ZN1型的蜗杆蜗轮副。至少我了解的一些军工企业都是这个干，还没有见过ZI蜗杆蜗轮的加工企业。

印度阿四 · 发表于 2015-1-15 08:24

mrmrw 发表于 2015-1-14 08:43

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忘了写这个问题：蜗轮配对ZI蜗杆！
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对于你的这句话，有几点不确定：

谢谢您的回答，十分感谢！对于您讲得几点，我也都赞同，书上也都有提到过，因为我现在做的这个蜗轮本来就不是按正常思路来的，是客户直接给图纸给我们，让我们加工，而且只给了蜗轮图纸，蜗杆是另外的厂家生产的，蜗轮图纸上写了是配对ZI蜗杆的，具体做的是不是ZI蜗杆我也不确定。
另外我还有个问题想请教您，比如我加工蜗轮的时候，根据配对不同的蜗杆，我需要订做的滚刀是不是齿形都不一样，我只知道ZA蜗杆所配对的蜗轮中间平面端面是渐开线的，其他的蜗杆所配对的蜗轮齿形书上也没提到过具体什么样的

mrmrw · 发表于 2015-1-22 12:23

印度阿四发表于 2015-1-15 08:24

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谢谢您的回答，十分感谢！对于您讲得几点，我也都赞同，书上也都有提到过，因为我现在做的这个蜗轮本来就 ...

对于蜗杆蜗轮副，目前加工存在两种方式：
（1）按照纯理论的直接展成法加工：就是指加工蜗轮的滚刀必须和设计的蜗杆的齿形是一致的，通过这样子的滚刀加工出来的蜗轮满足理论设计要求。但是，由于蜗轮滚刀要考虑蜗杆齿形、切屑方式、加工制造误差等因素的影响，不可能做的和蜗杆的齿形是完全一致的，所以教科书都说这样子做出来的蜗轮实际上无法满足和蜗杆共轭的，必须经过跑合才能实现蜗杆蜗轮副的正确啮合，达到较好的啮合效果的。
（2）采用修形滚刀的蜗轮加工方式：这种方式是指将蜗轮滚刀和设计的蜗杆脱开，采用加大滚刀直径后修形的方式加工蜗轮，将蜗轮的齿形进行修正，实现与蜗杆的啮合。采用此种方式加工出来的蜗轮在接触形式上就和直接展成的蜗轮是不同的，通常是修正蜗轮齿形，让其与蜗杆在某一个接触点上接触，或者是改变接触斑点的位置或形状，实现蜗杆和蜗轮的啮合。——这种方式目前在国内蜗轮滚刀设计行业还是有不少应用的。——学术界好像称这种方式叫“失配蜗杆蜗轮副”，记不清楚了。哈哈……
（3）对于蜗杆蜗轮副的加工，一般都是放在同一家做，不会分开两家做的，因为出了问题两家都没有责任的。估计你的客户对这种东西也不是很熟悉，当成齿轮一样，可以分开让不同的供应商加工了。这样子的外协方式对齿轮问题不大，但是对蜗杆蜗轮，很多问题就不好说了，扯皮的事情就是这样子出现的。

印度阿四 · 发表于 2015-1-22 13:56

mrmrw 发表于 2015-1-22 12:23

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对于蜗杆蜗轮副，目前加工存在两种方式：
（1）按照纯理论的直接展成法加工：就是指加工蜗轮的滚刀必须和 ...

真的真的非常感谢您的回答！从中我也学到了很多，希望以后能够多看到您的帖子！谢谢！

mrmrw · 发表于 2015-1-31 11:03

关于蜗轮蜗杆的精度标准，目前可查的标准有3个：
（1）中国，GB 10089-88，GB 10227-88标准。
（2）德国，DIN 3974-1/2:1995， DIN 3975-1/2:2002；
（3）美国，AGMA 2111-A98.
前面的2个本论坛都有了，现在补充第3个标准。
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AGMA-2111-A98 圆柱蜗杆蜗轮公差及检测方法（米制版）.part1.rar (2 MB, 下载次数: 51)

AGMA-2111-A98 圆柱蜗杆蜗轮公差及检测方法（米制版）.part2.rar (2 MB, 下载次数: 48)

AGMA-2111-A98 圆柱蜗杆蜗轮公差及检测方法（米制版）.part3.rar (2 MB, 下载次数: 47)

AGMA-2111-A98 圆柱蜗杆蜗轮公差及检测方法（米制版）.part4.rar (2 MB, 下载次数: 51)

AGMA-2111-A98 圆柱蜗杆蜗轮公差及检测方法（米制版）.part5.rar (1.85 MB, 下载次数: 53)

hdcyc · 发表于 2015-1-31 16:50

我也说几句。
研究齿轮的人太多了，为方便，也将蜗杆传动看成是其特例。另外还有一点就是，国内从事齿轮工作数十年的人未必真的了解齿轮变为的实质，对m，z给定的齿轮，变位与非变位，仅从几何轮廓上讲，无非利用同一渐开线上对应不同展开角所包含的一段曲线而已。
蜗杆的轴截面为齿数无穷的的齿轮齿廓，是一段直线，改变不同的外径，底径，直线的性质是不会改变，推广至不同型线，如zi，zn，zk等都是一个道理。所以蜗杆是设计的约定，标准的规定，没有变位，如你执意要认为有变位的化，那就是轴向变位，例如金属蜗杆，塑料蜗轮传动，蜗杆的齿厚很薄，齿间很大。
其次，是蜗轮的加工方法决定的。
蜗轮的加工是指蜗轮轮齿的创成。加工方法大致分为直接展成法和间接展成法两种。
直接展成法:按照蜗杆副啮合原理，把蜗轮相配对的蜗杆做成滚刀(或简易滚刀如飞刀)，利用蜗杆副的啮合参数，使滚刀相对蜗轮毛坯产生切削运动，滚刀刃面的包络面即蜗轮齿面。直接展成法创成的蜗轮与配对蜗杆的啮合呈线接触。一般情况下蜗轮多用直接展成法加工。
间接展成法:按照交错轴斜齿圆柱齿轮副啮合原理，蜗轮滚刀的几何参数与蜗杆不同，或滚刀和蜗轮毛坯的机床啮合参数与蜗杆副啮合参数有所改变。这时滚刀和蜗轮毛坯按既定啮合参数作相对切削运动时，滚刀刃面的包络面即蜗轮齿面，这时蜗轮与相配蜗杆的啮合多成点接触，称可控点啮合蜗杆副，亦称失配啮合。一次包络平面蜗轮，采用了另一种间接展成法。
按第一种加工方法比较好理解，蜗轮的变位，取决于直接产形加工时，刀具蜗杆（这个刀具与蜗杆只差外径，底径，齿厚略有不同，几乎完全一样，这也是蜗杆减速机生产厂家，必须有许多蜗轮刀具的原因，m，q相同，才能用统一刀具加工），从这一点上，你就可以理解蜗轮设计中的变位问题，当然，如何选择这个加工中实际中心距（变位系数），直接影响啮合副的综合，繁杂的性能，其理论比较深奥。

hdcyc · 发表于 2015-2-1 13:03

再补充一点，
齿轮传动变位的实质，对m，z给定的齿轮，变位与非变位，仅从几何轮廓上讲，无非利用同一渐开线上对应不同展开角所包含的一段曲线而已。报歉，还有一点上次漏了说，变位与非变位在于给定圆上（分度圆）齿厚与齿间比，标准不变位齿轮是相等的，变位后是不相等的。
以此来改善一对齿轮啮合时的强度分配，接触强度（不同展角渐开线曲率不同），滑动率，干涉，根切，重合系数，甚至是传动效率等问题。

mrmrw · 发表于 2015-2-5 08:36

关于蜗杆蜗轮的精度标准问题，到目前为止还没有见过JIS的相关标准，连KHK发布的资料中也没有提及。
说道这个事情，记得去年一个老板（很牛X的样子），说他现在用的塑料蜗杆是6级精度的，问我能不能做。
我问：那个国家的标准？
他说：国家标准的。
我问：你确定你现在用的塑料蜗杆是6级精度？因为金属的蜗杆要做到6级也不是容易的事情，必须精磨才能做。
他说：我们用日本的JIS标准，是JIS 6级的！
我说：我没有见过 JIS 的蜗杆蜗轮标准，只知道GB 和DIN 有相关标准，请问您能不能告诉我 JIS标准号，我好去买一份来学习一下！
他说：你自己去查吧！
我：……（无语）。
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写这些东西，其实只是提醒同行，不知道的标准不能随便说，否则“露馅”就不好了！
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下面给出KHK给出的蜗杆蜗轮精度标准及其依据。如果哪位知道JIS 的蜗杆蜗轮精度标准，烦请告知！

mrmrw · 发表于 2015-2-5 08:55

从厉老前辈的文章中，看国内蜗杆蜗轮精度标准的来源和国外发达国家的差距！

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附：原文

齿轮精度质量赶上世界水平的策略与途径.doc (28 KB, 下载次数: 19)

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